题目：基于元胞自动机的双跑道航班着陆调度实时优化研究

航班着陆调度（Aircraft Landing Scheduling，ALS）是终端区运行管理的核心环节之一，旨在确保待着陆航班安全进场着陆的前提下，根据航班队列中每架航班的具体信息安排各自的进近飞行过程，并给出合理有效的着陆调度方案，避免进场航班之间的行为冲突，减少待着陆航班的等待时间。航班着陆调度能够提高终端区运行效率，对于提高整个空管系统的运行效率有重要意义。

航班着陆调度问题是一个典型的多约束组合优化难题。随着航空业的高速发展，终端区的拥堵情况更加严重，同时航班着陆调度问题对实时性的要求也进一步提高，这就增加了航班着陆调度问题的求解优化难度。与此同时，为了应对航空的发展所带来的终端区拥堵问题，多数国际机场已经修建或正在修建第二条跑道，甚至更多条跑道。但是目前绝大多数调度模型和算法都只针对于单跑道所设计，而已有的解决双跑道航班着陆调度问题的模型和算法仍有许多不足，所以如何高效、安全、实时地解决双跑道航班着陆调度优化问题已经成为亟待解决的难题。

本文重点研究双跑道航班着陆实时调度优化问题。首先，针对双跑道航班着陆问题的运行特性与实际情况，建立了双跑道航班着陆调度问题的数学模型。其次，提出了一种新的实时优化调度方法，与以往侧重于寻找最优解的方法不同，本文将研究重点放在面向双跑道航班着陆调度问题对实时性的要求上。该算法由两部分组成：首先，模拟了基于元胞自动机模型的虚拟双跑道航班着陆过程，以极小化航班队列降落总代价为优化目标对双跑道航班着陆问题进行求解优化；然后，利用简单有效的遗传算法进一步优化航班着陆序列。实验仿真结果说明，该算法不仅能得到高质量的调度优化结果，而且能够大幅度缩短寻优时间，从而体现了该算法在求解双跑道航班着陆调度问题上的可行性、有效性及实时性。